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活躍星系噴射出的大量輻射;在星系中減速膨脹;形成X狀型結構

THE GHOST OF AN ANGRY BLACK HOLE STILL HAUNTS THIS GALAXY

簡介:星系PGC 064440揭示了宇宙中存在的一種現象。PGC 064440是一個死去的“幽靈星系”,曾經它的中心黑洞噴射出大量輻射,形成巨大的葉狀物質。但現在噴流中的物質迴流,組成了奇怪的x型結構。

X狀噴流很可能是千萬年前發射出來的;仙女座星系的噴流結構很大;這些噴流反反映了它們過去的生活;

我們看到的一些星系都是活躍的:它們從其中心噴出大量的輻射,有時它們的能量足以超過星系其他部分的總和。我們知道這是由於它們核心中的一個超大質量黑洞吞噬了物質。物質在它周圍形成了一個圓盤,變得非常非常熱,並且發光得非常明亮。

活躍星系噴射出的大量輻射;在星系中減速膨脹;形成X狀型結構

有時,磁碟的旋轉(加上現在認為黑洞本身的旋轉)會結束磁碟中的磁場,導致它們形成雙渦,就像龍捲風上下,遠離磁碟。

然後,物質沿著這些方向被殘忍地加速,以非常接近光速的雙光束尖叫著離開。我們稱這些特性為噴流。

當這些物質在星系之間的薄物質中減速,最終突然減速,膨脹,形成看起來像棉籤的巨大裂片……也就是說,棉籤跨越數十萬光年。這些噴流可以延長數百萬光年!

活躍星系噴射出的大量輻射;在星系中減速膨脹;形成X狀型結構

但他們並不總是這樣做。由射電望遠鏡拍攝的PGC064440星系的低解析度影象顯示,它有一個奇怪的x形結構,就像它有四個噴流,而不是兩個。人們提出了不同的想法來解釋這一點,但南非海貓無線電天文臺的一張新影象終於澄清了這個謎團:

活躍星系噴射出的大量輻射;在星系中減速膨脹;形成X狀型結構

PGC064440星系的無線電影象顯示,它過去有物質噴流(長線)。最終,噴流停止了,物質流回星系,但隨後被推開,形成了X的短臂。來源:NRAO/AUI/NSF;SARAO;DES。

哇!當我第一次看到這個的時候,我很困惑;我以前從未見過這樣的結構。X的長臂顯然是噴流,但那些短臂在一個角度上是什麼呢?然而,讀了期刊論文,就很清楚:這不是一個活躍的星系;它曾經是一個活躍的星系!

這些噴流很可能是在數千萬年前發射出來的。但是,出於某種原因,星系中心的黑洞關閉了(可能是當圓盤中的物質最終耗盡時)。一旦發生了這種情況,事情就停止了流動。如果它有巨大的裂片,它們就已經消散了,噴流中的物質開始向星系回落。

活躍星系噴射出的大量輻射;在星系中減速膨脹;形成X狀型結構

但它不可能全部都流了進來。當它接近星系時,那裡的氣體會導致注入的噴射氣體堆積並偏轉。這就是X的短臂!這就是落下的氣體,被推到一邊,像反衝一樣離開銀河系(它內部的兩個亮點可能是噴流重新啟動;也許物質又開始落入黑洞,然後這個過程又一次迴圈)。

活躍星系噴射出的大量輻射;在星系中減速膨脹;形成X狀型結構
大力神A是一個相對活躍的星系的例子,其心臟有一個黑洞吞噬物質,並噴射出大量的輻射和物質。來源:美國宇航局、歐洲航天局、B.鮑姆和C.奧迪亞(RIT)、R.珀利和W.科頓(NRAO/AUI/NSF),以及哈勃遺產小組(STScI/AURA)

在這張射電影象中,這個星系本身並不可見,但在可見光下的觀測顯示,它相當大,比我們的銀河系還要大,一個大約15萬光年或更多的盤狀星系。但與那些臂相比,它相形見絀;長長的端已經延伸500萬光年!相比之下,仙女座星系距離銀河系有250萬光年,在上面的這張照片上,這將是從一個長臂的中心到末端。

這個結構很大。

活躍星系噴射出的大量輻射;在星系中減速膨脹;形成X狀型結構

太酷了!我從沒見過這樣的東西。大多數有噴流的活躍星系仍然活躍,物質仍然從星系中心噴出。這個在數百萬年前關閉了,所以我們看到了噴流的殘留,它們衰減的排放仍然微弱地呼應著它們過去的生活。

活躍星系噴射出的大量輻射;在星系中減速膨脹;形成X狀型結構
物質從噴流返回星系的流動示意圖;它們被星系中的氣體偏轉,然後被推到側面。來源:科頓等人。

這種事情(如果你想把它放到一個隨意的對話中的話,就稱為流體動力迴流)在幾年前就被預測存在了,所以很高興看到它的實現。

活躍星系噴射出的大量輻射;在星系中減速膨脹;形成X狀型結構

令我驚訝的是,天空中的物體如此繁多。有噴流的星系會因環境而截然不同,但我從來沒有想過在黑洞吃完後它們會是什麼樣子。現在我們知道了。你可以向天空尋找這樣的東西,但永遠找不到,但事後看來,這應該很容易。

畢竟,X要多久時間才能標記出這個位置?

BY: Phil Plait

FY: 拾壹

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分類: 家居
時間: 2021-12-25

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